高三物理复习第十二章机械振动和机械波实验省公开课一等奖新名师优质课获奖PPT课件.pptx

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用单摆测定重力加速度
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基础自主梳理
一、试验目标
用单摆测定重力加速度．
二、试验原理
单摆在摆角很小(小于5°)时，其摆动能够看做简谐运动，其振动周期T＝2π ，其中l为摆长，g为当地重力加速度，由此可得 ，据此，只要测出摆长l和周期T，就可计算出当地重力加速度g数值．
三、试验器材
铁架台、中心有小孔金属小球、长约1 m细线、秒表、刻度尺、游标卡尺．
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四、试验步骤
1．让线一端穿过金属球小孔，然后打一个线结，做成单摆．
2．把线上端用铁夹固定在铁架台上，把铁架台放在试验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自由下垂，在单摆平衡位置处作上
标识，如图所表示．
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3．用刻度尺量出摆线长度l′，准确到毫米，用游标卡尺测出摆球直径d，即得出小球半径为d/2，计算出摆长l＝l’＋d/2.
4．把单摆从平衡位置处拉开一个很小角度(不超出5°)，然后放开小球，让小球摆动，待摆动平稳后测出单摆完成N(普通为30～50)次全振动所用时间t，计算出小球完成1次全振动所用时间，这个时间就是单摆振动周期，即T＝t/N(N为全振动次数)，重复测3次，再算出周期T平均值．
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基础自主梳理
5．依据单摆振动周期公式T＝2π ，计算出当地重力加速度
6．改变摆长，重做几次试验，计算出每次试验重力加速度值，求出它们平均值，即为当地重力加速度值．
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五、注意事项
1．为减小计时误差，开始计时位置应选在平衡位置．
2．要测屡次全振动时间来计算周期，如在摆球过平衡位置时开启秒表同时数零，以后摆球每过一次平衡位置记一个数．最终秒表计时为t，记数为n，则周期
3．组成单摆条件：细线质量要小，弹性要小；要选取体积小、密度大小球，摆角不能超出5°.
4．摆长是悬点到球心距离，即摆线长加上
小球半径，为使摆长测量准确，能够用刻度尺
进行如图所表示测量，利用l＝( l1+l2)/2求得摆长．
摆线上端要固定好，以免摆动过程中摆长发生改变．
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精典考题例析
例1 某同学用试验方法探究影响单摆周期原因．
(1)(多项选择)他组装单摆时，在摆线上端悬点处，用一块开有狭缝橡皮夹牢摆线，再用铁架台铁夹将橡皮夹紧，如图所表示．这么做目标是______(填字母代号)．
A．确保摆动过程中摆长不变
B．可使周期测量得愈加准确
C．需要改变摆长时便于调整
D．确保摆球在同一竖直平面内摆动
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精典考题例析
(2)他组装好单摆后在摆球自然悬垂情况下，用毫米刻度尺从悬
点量到摆球最低端长度L＝ 0 m，
再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图所表示，则该摆球直径
为______ mm，单摆摆长为______ m.
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(3)以下振动图象真实地描述了对摆长约为1 m单摆进行周期测量四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C均为30次全振动图象，已知sin 5°＝，sin 15°＝，这四种操作过程合乎试验要求且误差最小是______(填字母代号)．
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解析：(1)橡皮作用是使摆线摆动过程中悬点位置不变，从而确保摆长不变，同时又便于调整摆长，A、C两项正确；
(2)依据游标卡尺读数规则可得摆球直径为d＝12 mm＋ mm×0＝ mm，则单摆摆长为L0＝L－d/2＝ 0 m(注意统一单位)；
(3)单摆摆角不超出5°，且计时位置应从最低点(即速度最大位置)开始，故A项操作符合要求．
答案： (1)AC　(2)　 0　(3)A
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